Publicité
NU.VU & Campusplein - Geoptimaliseerde bouwput, 	       paal-plaatfundering en uitgebreide monitoring
NU.VU & Campusplein - Geoptimaliseerde bouwput, 	       paal-plaatfundering en uitgebreide monitoring
NU.VU & Campusplein - Geoptimaliseerde bouwput, 	       paal-plaatfundering en uitgebreide monitoring
NU.VU & Campusplein - Geoptimaliseerde bouwput, 	       paal-plaatfundering en uitgebreide monitoring
Publicité
NU.VU & Campusplein - Geoptimaliseerde bouwput, 	       paal-plaatfundering en uitgebreide monitoring
NU.VU & Campusplein - Geoptimaliseerde bouwput, 	       paal-plaatfundering en uitgebreide monitoring
NU.VU & Campusplein - Geoptimaliseerde bouwput, 	       paal-plaatfundering en uitgebreide monitoring
Prochain SlideShare
Nieuwe Universiteitsgebouw VU Amsterdam - Paal-plaat-funderingNieuwe Universiteitsgebouw VU Amsterdam - Paal-plaat-fundering
Chargement dans ... 3
1 sur 7
Publicité

Contenu connexe

Similaire à NU.VU & Campusplein - Geoptimaliseerde bouwput, paal-plaatfundering en uitgebreide monitoring(20)

Publicité

NU.VU & Campusplein - Geoptimaliseerde bouwput, paal-plaatfundering en uitgebreide monitoring

  1. Ir. Thomas Lankreijer ABT Ir. Martijn Apon ABT Ir. Ruud Arkesteijn Mobilis TBI, voorheen ABT De nieuwbouw In opdracht van de Vrije Universiteit Amsterdam is door Bouwcombinatie Campusplein, bestaande uit Boele & van Eesteren en Visser & Smit Bouw, Nieuwbouw Universiteitsgebouw Campusplein (NU.VU) verwezenlijkt. Het gebouw is gefaseerd in gebruik genomen vanaf eind 2019. De nieuwbouw is geprojecteerd op de VU-campus te Amsterdam ten zuiden van de De Boelelaan en omvat een 3- laagse ondergrondse parkeergarage Campusplein en een bovenbouw bestaand uit 7 tot 12 bouw- lagen. De oppervlakte van de parkeerkelder bedraagt circa 95 x 75 m2 met een regelmatig bouwstramien van overwegend 14,4 m. De tussenvloeren van de parkeergarage zijn opgebouwd uit kanaalplaat- vloeren met een druklaag. De -3 vloer en kelder- wanden van de parkeergarage bestaan uit in het werk gestorte betonconstructies. De keldervloeren hebben in de eindsituatie een stempelfunctie voor de kelderwand. Een doorsnede van het construc- tieve BIM model is weergeven in figuur 1. Bodemgesteldheid en grondwatersituatie Het gemiddelde maaiveldpeil van het bouwterrein bedraagt NAP-0,5 m. De bodemopbouw kenmerkt zich door een typisch Amsterdams profiel, met een zandaanvulling van circa 3,0 m bovenop een pakket slappeHolocenebodemlagentotcircaNAP-11,5m. Hieronder bevindt zich het draagkrachtige Pleisto- cene grondpakket bestaand uit vast tot zeer vast gepakte zandlagen van respectievelijk de formatie van Boxtel, Drenthe en Urk tot een diepte van NAP-60 m. Tussen NAP-15 m en NAP-22 m komen insluitingen voor met dunne klei- en silthoudende lagen als restanten van de Eem formatie. Diepe tussenkleilagen worden aangetroffen op een diepte van NAP-60 m tot NAP-64 m (formatie van Sterksel) en van NAP-74 m tot NAP-77 m (formatie van Waalre). Een representatieve sondering is weergegeven in figuur 2. Omgeving De bouwlocatie wordt omringd door universiteits- gebouwen, het energiegebouw, wegen, een tram- baan alsook kabels en vitale leidingen, met name langs de De Boelelaan. Binnen het invloedsgebied liggen ook laboratoria en andere trillingsgevoelige objecten. Om deze redenen zijn alleen geluids- en trillingsarme bouwtechnieken toegepast. Aan de noordzijde van de bouwkuip langs de De Boelenlaan is voorafgaand aan de bouwwerkzaam- heden een omvangrijke en relatief diepe kabels- en leidingenstrook aangelegd. Naast deze strook is er ook een tweetal hoofdwaterleidingen van 26 GEOTECHNIEK NIEUW UNIVERSITEITSGEBOUW NU.VU CAMPUSPLEIN AMSTERDAM GEOPTIMALISEERDE BOUWPUT, PAAL-PLAATFUNDERING EN UITGEBREIDE MONITORING JUNI 2021 Figuur 2 – Representatieve sondering NU.VU. Figuur 1 – Doorsnede constructief BIM-model over het Nieuwe Universiteitsgebouw en 3-laagse parkeergarage inclusief damwanden, onderwaterbeton en ankerpalen. Ing. Ed Smienk ABT
  2. 27 GEOTECHNIEK JUNI 2021 SAMENVAT TING Bij de VU Amsterdam aan de De Boelelaan is een omvangrijk nieuw onder- wijsgebouw gerealiseerd. De nieuwbouw is voorzien van een diepe kelder, uitgevoerd met plaatselijk gewapend onderwaterbeton en een geoptimaliseerd stempelraam. Er is een bijzondere paal-plaatfundering toegepast waarbij onder de plaat alleen verticale ankerpalen zijn geplaatst. Dit heeft geleid tot een substantiële besparing in kosten en bouwtijd. Bovendien heeft er tijdens de uitvoering alsook in de gebruikssituatie een uitgebreide monitoring plaatsge- vonden van onder meer verticale deformaties van zowel belendingen, terrein, kabels en leidingen alsook de keldervloer. Ook is de horizontale vervorming van de damwanden intensief gemeten. In dit artikel worden het ontwerp en de uitvoeringswijze van de fundering en bouwput beschreven en wordt ingegaan op de bevindingen vanuit de monitoring. Waternet aanwezig op een afstand vanaf 17 m vanaf de bouwput. Principe bouwkuip Vanwegedebinnenstedelijkeomgeving,degewenste omvang en diepte van de kelder en het ontbreken van een betrouwbare diepe waterafsluitende laag is gekozen voor een gesloten bouwputprincipe met overwegend tijdelijke stalen damwanden, stempel- constructies en onderwaterbeton (OWB). Een 2- laagse bouwkuip zou voldoende parkeerplaatsen bieden, maar uit een “ABT-Quickscan Ondergronds bouwen” bleek een 3-laagse variant economisch veel aantrekkelijker te zijn. Dit komt o.a. doordat met een 3-laagse kelder een paal-plaatfundering mogelijk werd op het Pleistocene zand. In overleg met de opdrachtgever is uiteindelijk voor de diepe variant gekozen. Voor de verankering van de OWB-vloer zijn anker- palen in de regel het meest efficiënt. Door de grote diepte van de bouwkuip (hogere stempeldruk- kracht) én het rekenen met de herziene CUR77:2014 kon de OWB-vloer efficiënt worden ontworpen zonder toevoeging van staalvezels. De vloer heeft een dikte van 0,9 m en het overwegend regelmatigeankerpalenstramienisgeoptimaliseerd tot afstanden van 2,88 m. Hierdoor kon worden volstaan met ‘slechts’ 934 GEWI-palen; puntniveau NAP-28,5 m à 31,5 m. Vanwege de belendende gebouwen en openbare ruimte was het niet mogelijk om de damwanden buiten de bouwput te verankeren. Derhalve is voorzien in een stempeling. De overspanning van de stempeling was dermate groot dat er knik- verkorters en verticale ondersteuningen nodig waren in de vorm van tijdelijke stalen buispalen (systeem Tubex) in de middenzone, zie figuur 3, figuur 4 en figuur 5. In combinatie met de OWB- vloer kon worden volstaan met één stempelraam. De bouwcombinatie heeft het bouwkuipontwerp verder geoptimaliseerd door het stempelraam gefaseerd aan te brengen. In eerste instantie is er een stempelraam voorzien op een niveau van NAP-1,2 m ter plaatse van de damwand, hellend afgeschoord op de dieper, op niveau NAP-3,5 m, gelegen middenzone. Vervolgens is er rond de middenzone een tweede, horizontale stempelrij in den droge aangebracht en voorgespannen op een niveau van NAP-3,5 m. Hierna is het eerste stempelraam verwijderd en is nat verder gegraven tot een diepte van NAP-7,5 m vanuit de bouwkuip. Nadat het water binnen de bouwkuip is opgezet tot een peil van NAP-1,5 m kon nat verder worden gegravenvanafpontons,uiteindelijktotNAP-12,4m. Met deze gefaseerde uitvoeringswijze werd het mogelijk om met pontons over het stempelraam te manoeuvreren en kon een lichter damwandprofiel worden toegepast. Wel is de aansluiting van de stalen buispalen met het onderwaterbeton een aandachtspunt. Aan de zijde van de De Boelelaan zijn damwand- planken toegepast van het type AZ36-700 met een lengte van 17 m. Aan de zuidzijde zijn damwanden toegepast van het type AZ26-700. De damwanden zijn door middel van statisch drukken geïnstalleerd met een Quattro Piler. De bouwkuip bleek goed droog te maken. Het onderwaterbeton is zonder aanvullende voor- zieningen tegen de damwand gestort. Door de stempelkracht ontstaat een nagenoeg waterdichte verbinding. Op een enkele plek was er sprake van een bescha- diging van een damwandslot met enige lekkage die vrij eenvoudig was te verhelpen. Een bijzonder aandachtspunt bleek de waterdichting van de aansluiting van de hulppalen van het de midden- zone van het stempelraam in de OWB-vloer. Om inter-actie tussen de Tubex-palen en de OWB-vloer te voorkomen vanwege het risico op pons is een oplossing toegepast waarbij de paal geen schuif- kracht op de OWB-vloer overbrengt bij het droog maken van de bouwkuip. Hiertoe is een extra Figuur 3 – Principe ontwerp stempelraam. Figuur 4 – Fotografische impressie stempelraam. FOTO NICO ALSEMGEEST
  3. mantelbuis voorzien met een diameter groter dan depaaldiameter.Demantelbuisdientmeetekunnen vervormen met de opbolling van de OWB-vloer, dit is weergeven in figuur 6. Een waterafdichting tussen de twee buizen wordt voorzien door middel van een flexibel rubberprofiel in de mantelbuis. Deze locaties zijn een potentiële lekweg gebleken. Door middel van injecties konden deze lekkages worden verholpen. Ontwerp paal-plaatfundering Omdat een diepe 3-laagse kelder wordt gebouwd, worden de slappe Holocene grondlagen volledig afgegraven. De constructie c.q. het onderwater- beton wordt dus aangelegd op het draagkrachtige Pleistocene zandpakket zodat een fundering op staal mogelijk is. Door ook in de eindfase gebruik te maken van de trek- én drukcapaciteit van de aanwezige GEWI-ankerpalen konden de poer- afmetingen beperkt blijven. Hiervoor is de kelder- vloer uitgerekend volgens het paal-plaatprincipe. Bovendien worden verschilzettingen en daarmee de wapening in de keldervloer aanzienlijk beperkt in vergelijking met een fundering op staal. Licht belaste poeren zijn uitgevoerd boven de OWB-vloer. Deze poeren hebben een hoogte van 1,0 m. Ter plaatse van poeren die belast worden met een rekenwaarde van kolomlasten boven de 7.000 kN is de poer geïntegreerd in de OWB-vloer. Hiervoor moesten wapeningskorven onderwater 28 GEOTECHNIEK JUNI 2021 Figuur 6 – Mantelbuis rondom de tubex palen. Figuur 7 – Twee toegepaste poertypen met GEWI-palen (links voor licht belaste poeren; rechts voor zwaar belaste poeren). Figuur 5 – Fotografische impressie stempelraam. FOTO NICO ALSEMGEEST
  4. worden geplaatst. Door deze uitvoeringswijze ontstaat een totale poerhoogte van 1,9 m. In figuur 7 zijn de twee poertypen weergeven. Voor het ontwerp en dimensionering van de constructievloer en de geïntegreerde poeren is gebruik gemaakt van een fysisch niet-lineaire plaat berekening in SCIA Engineer. Het doel van het model is het bepalen van de krachtswerking en vervormingen van de -3 keldervloer en de krachts- afdracht naar de diverse funderingselementen. Een analyse is uitgevoerd om na te gaan voor welke parameters het model in het bijzonder gevoelig is en welke belastingcombinaties moeten worden beschouwd. Hieruit zijn veilige onder- en boven- grensbenaderingen gehanteerd van ankerpaal-, bedding- en vloerstijfheden voor het verdere ont- werpproces. Dit is nodig om niet te verzanden in analyses met onwerkbaar veel belastingcombina- ties en variaties in stijfheden. De waarden van de beddingenzijnbepaaldopbasisvanPlaxisanalyses. Het paal-plaatmodel is opgezet in nauwe samen- werking tussen de geotechnisch specialist en constructeur. Ter plaatse van geïntegreerde poeren en langs de randbalken zijn de ankerpalen vanwege de grote drukbelastingen uitgevoerd met staven Ø63,5 mm en een puntniveau van NAP-31,5 m. De geotech- nische drukdraagkracht vormde geen beperking t.o.v. de vloeicapaciteit met een corrosietoeslag van 1,8 mm. Knik in ankerpalen is berekend volgens [lit.1]; deze vormt in dit geval geen beperking omdat de paal zich volledig in het diepe zand bevindt. Overige GEWI-palen zijn uitgevoerd met staven Ø50 mm. Palen dicht langs poeren die te veel drukbelasting naar zich toe zouden kunnen trekken en/of in de eindfase geen significante bijdrage leveren als trekpaal zijn bewust niet door- gezettotindeconstructievloer.Hierbijheeftsteeds een zorgvuldige afweging plaatsgevonden tussen de opwaartse vervorming van de vloer en de pons- en dwarskrachtcapaciteit van de constructievloer. In het model zijn de GEWI-ankerpalen gemodel- leerd als elasto-plastische veren waarbij de capaci- teitisafgetoptopdevloeigrensvanhetanker.Voor brosse mechanismen (pons) is beschouwd dat een bovengrens van de belasting niet kan leiden tot bezwijken. Vanwege het eerst op trek komen van de ankers is onderscheid gemaakt tussen ontlast- en herbelastingsgedrag van de ankers met hyste- rese conform CUR236. Voor de gronddruk onder de vloer is een niet-lineaire bedding aangehouden. De grondbedding draagt over de eerste 10 mm eerdere rijzing van de OWB-vloer geen kracht af. Voor het verdere last-vervormingsgedrag van de bedding is rekening gehouden met herbelaststijf- heden tot aan de grensspanningen ten gevolge de eerdere ontgraving. Verschilzettingen tussen de bouwdelen tijdens en na de realisatiefase zijn beperkt wegens het ontbreken van een diepere kleilaag. De berekende (verschil)vervormingen in de SLS voor de eindsituatie zijn weergegeven in figuur 8. Hieruit blijkt dat een vervormingsverschil van circa 20-30 mm te verwachten valt tussen de verschil- lende bouwonderdelen. De zwaarbelaste poeren zullen hierbij een zakking ondergaan, terwijl de kel- dervloer zelf in het midden tussen de poeren door de waterdruk veel minder zakt of zelfs iets opbolt. Uitvoering Bijdeuitvoeringbleekhetfixerenvandewapenings- korven aan de funderingspalen een belangrijk aan- dachtspunt. Dit moet robuust worden uitgevoerd om de speciedruk van het onderwaterbeton bij het stortfront te kunnen weerstaan zonder defor- maties. Voor een aantal korven bleek de fixatie met spanbanden van de korven onvoldoende te zijn waardoor deze zijn verschoven en/of geroteerd. Dit is vooral zichtbaar in de laatste zone van de bouw- kuip waar de stort van de OWB-vloer stagneerde en de plasticiteit van de beton terugliep. Achteraf gezien was het beter geweest om de korven vast te lassen op de schotels van de GEWI-palen (zoals hetlaterookistoegepastbijbijvoorbeelddeAlbert Cuypgarage).Eénextreemgekanteldekorfisvolledig afgekeurd. Hier is, met aanzienlijk meer wapening, alsnog een korf op de OWB-vloer gemaakt. Monitoring Gedurende de uitvoering van de bouwput is er een uitgebreid monitoringsprogramma afgewerkt. De monitoring heeft met name de volgende onder- delen omvat: – Bouwkundige vooropname. – Hoogtemetingen van de belendende bebouwing. – Metingen freatische grondwaterstanden en stijg- hoogte diepe grondwater rondom het bouw- terrein. – Trillingsmetingen aan belendende bebouwing alsook inpandige metingen. – Deformatiemetingen van de damwanden: meting van de horizontale verplaatsing van de bovenkant van de damwand en inclinometingen ter plaatse vaneenaantalaandedamwandbevestigdemeet- profielen. – Hoogtemetingen van het maaiveld rondom de bouwput op het bouwterrein. – Hoogtemetingen ter plaatse van de trambaan en kabels en leidingen langs de bouwput ter plaatse van de De Boelelaan (uitvoering derden). – Hoogtemetingen op de keldervloer en kolommen op de -3 parkeerlaag. Voor de maaiveldzakkingen buiten het bouwterrein zijn de grenswaarden uit tabel 1 vastgesteld door de beheerders van de betreffende infrastructuur. Tabel 1 – Grenswaarden vervormingen infrastructuur Infrastructuur Afstand tot Grenswaarde damwand maaiveld- zakking Diverse Kabels < 10 m 70 mm en leidingen Drinkwaterleidingen ca. 17 m 20 mm Waternet Trambaan op >20 m > 20 m 10 mm 29 GEOTECHNIEK JUNI 2021 Figuur 8 – SLS vervormingen paal-plaatmodel van de -3 keldervloer in eindsituatie. Figuur 9 – Locaties van de inclinometers op de damwanden; rood gemarkeerd. Locaties hoogtemeters in ankerkoppen; gele stippen.
  5. Hierbij is het opmerkelijk dat er door instanties steeds wordt uitgegaan van een absolute waarde vandezakkingterwijlhiermetnameverschilzakking c.q.rotatiemaatgevendisvoordemogelijkerisico’s. Op basis van de zakkingsmetingen kon het vol- gende worden vastgesteld: – De belendende bebouwing vertoont geen meet- bare zakking. –Alenkelewekennahetleegpompenvandebouw- kuip hebben de maaiveldzakkingen ter plaatse van de waterleiding en trambaan de gestelde grenswaarden bereikt. Deze objecten bevinden zich op ruim 17 m van de bouwkuip; een dergelijk groot invloedsgebied was niet voorzien vanuit literatuur en de ontwerpberekeningen (Plaxis). De situatie was echter stabiel waardoor de bouw- werkzaamheden in de bouwkuip konden worden voortgezet. De bijbehorende relatieve hoek- verdraaiingen bleken zeer beperkt. – Het verwijderen van stempelramen heeft nage- noeg geen effect gehad op maaiveldzakkingen rondom de bouwput. Op basis van de peilbuiswaarnemingen zijn er geen substantiële afwijkingen geconstateerd van de freatische grondwaterstand, ook niet in de beginfase in verband met lokale lekkage door de damwandsloten. Zettingen c.q. maaiveldzakking in de omgeving vanwege verlaging van de freatische grondwaterstand is dan ook niet waarschijnlijk. Aanallezijdenvandebouwkuipzijninclinometingen aan de damwand verricht. De locatie van de incli- nometers is weergegeven in figuur 9. Voor het analyseren van de damwandvervormingen aan de noord-enzuidzijdezijnrespectievelijkinclinometers 02 en 05 maatgevend. De volgende bouwfases zijn te onderscheiden in de vervormingslijn van de damwand: 1. ontgraven tot NAP-1,4 m en plaatsen van het schoorstempel; 2. ontgraven tot NAP-4,0 m en plaatsen van de tweede stempellaag; verwijderen schoorstempels; 3. voorspannen van de tweede stempellaag; 4. nat ontgraven tot NAP-12,4 m en storten onderwaterbeton; 5. Leegpompen bouwkuip. Uit de monitoring volgt dat de bouwkuip in noord/zuid-richting asymmetrisch vervormd is. Aan de zuidzijde bedraagt de maximale vervorming van de damwandbuik ruim 50 mm en aan de noordzijde is deze kleiner dan 20 mm. Op zichzelf is deze asym- metrie een opvallend gegeven. Ook in relatie tot het invloedsgebied van de zakkingen van K&L aan denoordzijdeisditrelevant.Hetisvanuitdebeleving van partijen ook vermeldingswaardig dat op relatief korte afstand van de bouwlocatie een aantal maanden daarvoor een waterleiding was gesprongen met verstrekkende gevolgen voor met name het naastgelegen VUmc. ABT is door de VU gevraagd een numerieke analyse uit te voeren van de opgetreden deformaties van de ondergrond achter de damwand langs de De Boelelaan en de nog te verwachten zakkingen van het maaiveld. Aanvullende PLAXIS analyses vervorming bouwkuip Het uiteindelijke doel van aanvullende PLAXIS analyses was om een genuanceerde risicoanalyse te kunnen maken voor het trekken van de damwanden langs de De Boelelaan in relatie tot de aanwezige waterleiding van Waternet. Voor het ijken van de damwandvervormingen zijn inclinometers 02 en 05 maatgevend. De veronder- stelling is dat hier een quasi-vlakke-vervormings- toestand ontstaat waar de vervormingen met een 2D analyse geanalyseerd kunnen worden. Omdat er bij de metingen gebruik is gemaakt van koker- profielen die aan de damwand zijn gelast, worden de metingen als representatief beschouwd voor de horizontale deformatie van de damwand. Voor de numerieke analyses is gebruik gemaakt van PLAXIS 2D. Omdat de damwandvervormingen en maaiveldzettingen beschouwd moeten worden, is gekozen voor het Hardening Soil Small Strain Stiffness model voor alle zand- en kleilagen en het reguliere Hardening Soil model voor de nog aan- wezige veenlagen. Vanwege de lange bouwduur 30 GEOTECHNIEK JUNI 2021 Figuur 10 – Berekende verplaatsingen ter plaatse van inclinometer 2 (noordzijde langs de De Boelelaan) en de gemeten vervorming damwand en stempel voor verschillende bouwfasen. (RB Geo) Figuur 11 –Berekende verplaatsingen ter plaatse van inclinometer 5 (zuidzijde) en de gemeten vervorming damwand en stempel voor verschillende bouwfasen. (RB Geo)
  6. 31 GEOTECHNIEK JUNI 2021 van circa 1,5 jaar voor de 3-laagse kelder, tussen de eerste ontgravingswerkzaamheden en het uitein- delijke betonwerk, is een volledig gedraineerde analysealsmeestrealistischebenaderingbeschouwd. Het PLAXIS-model is geijkt op basis van de (asym- metrie van de) monitoringsgegevens. Uit de PLAXIS-berekening is gebleken dat de invloed van de aanwezige kabels- en leidingensleuf een groot effect heeft het vervormingsgedrag van de bouwkuip. Deze sleuf is in PLAXIS gemodelleerd als een matig verdichte zone met een lage relatieve dichtheid net achter de damwand. Omdat aan twee kanten van de bouwkuip tegelijkertijd de dam- wandvervormingen zijn gemeten, is de integrale normaalstijfheid van het stempelraam hieruit teruggerekend waarbij ook rekening is gehouden met de aangebrachte voorspanning in de stempels. De berekeningsresultaten vanuit PLAXIS zijn weer- gegeven in figuur 10 en figuur 11 naast de bijbe- horendemonitoringsgegevens.Uitdefigurenblijkt dat de vervorming in de geijkte PLAXIS-berekening en de inclinometingen voor de latere bouwfasen redelijk overeenkomen. In de eerdere bouwfases zijn nog wel significante verschillen tussen de berekening en de metingen waar te nemen. De berekening overschat de vervorming hier ook aanzienlijk. Ongedraineerd gedrag en het consoli- datieproces, de exacte grondparameters, en kleine verschillenindeberekeningendepreciezeuitvoering kunnen hiervan de oorzaak zijn. Normaliter mag men bij een symmetrische bouw- kuip verwachten dat het vervormingsbeeld ook ongeveer symmetrisch is. De oorzaak voor de gemeten asymmetrische vervorming is hoofdzake- lijk herleid tot twee aspecten: 1. Verschil in stijfheid van de damwanden: Aan de noordzijde is een AZ36-700 toegepast en aan overige zijden een AZ26-700. Bij het ontgra- ven en leegpompen kan dit zorgen voor een asymmetrisch vervormingsgedrag (bijvoorbeeld al in de fase van het droog ontgraven tot NAP-4,0 m). 2. De nieuw aangelegde diepe kabels- en leidingen- strook: In tegenstelling tot de in Amsterdam vaak stijve toplaag is deze strook recent opgebroken en vermoedelijk slechts in beperkte mate verdicht. De invloed hiervan op de zowel gemeten als berekende vervorming is significant gebleken. Andere effecten die kwalitatief zijn beschouwd en aangeduid zijn als mogelijke oorzaken van het asymmetrische vervormingsbeeld en het grote invloedsgebied van de zettingen betreffen: – Thermische uitzetting van de stalen stempels. Gezien de symmetrie van het stempelraam wordt geacht dat dit op zichzelf niet tot een asymme- trisch vervormingsbeeld heeft geleid. Mogelijk heeft de combinatie (cyclische) temperatuurbe- lastingenslechteverdichtingweleenrolgespeeld. – Verschil in grondwaterstand tussen beide zijdes van de bouwkuip. Door metingen van de waterstand aan beide zijdes van de bouwkuip waaruit geen water- standsverschil volgde, lijkt dit geen plausibele verklaring. Er zijn ook geen significante verlagin- gen in stijghoogtes gemeten rond de bouwkuip. – Eenzijdige bovenbelastingen op maaiveld. Dat deze tot een sterk asymmetrisch vervormende bouwkuip hebben geleid is zeer onwaarschijnlijk. Dit is gevalideerd met PLAXIS. Alhoewelhetberekendevervormingsgedragvande bouwkuip hiermee redelijk overeenkomt met de metingen kan ook het geijkte PLAXIS-model de relatief grote zettingen (20 mm) van de water- leiding op 17 m uit de damwand niet verklaren. Desondanks is op basis van het PLAXIS-model een voorspelling gedaan van de nog te verwachten maaiveldzettingen bij het statisch uitrekken van de damwanden. Hierbij is het empirisch model van Hergarden gesuperponeerd op de numeriek bere- kende zetting met een verwachte verdichtings- graad van 3% van de aanvulgrond (klei & zand) tussen de tijdelijke damwand en de uiteindelijke betonnenkelderwand.Hieruitvolgtdateenzetting van 100 mm op 2,5 m afstand is te verwachten bij het trekken van de damwand. Het model voor- spelde een verwaarloosbare invloed op een afstand van meer dan 10 m uit de damwand. Vanwege de eerdere onzekerheid uit het invloedgebied is geadviseerd om wel intensief te monitoren. Uiteindelijkisdoordeopdrachtgevertochbesloten om de damwand ter plaatse van het tracé langs de De Boelelaan niet te trekken om het risico op additionelezakkingc.q.schadeaandewaterleidingen volledig te kunnen uitsluiten. Monitoring vervormingen onderwaterbetonvloer De verticale vervorming van de OWB-vloer is gedurende het leegpompen van de bouwkuip gemeten ter plaatse van 6 opgelengde GEWI- ankerpalen. Deze locaties zijn weergeven in figuur 9. Van de 6 initiële meetlocaties zijn er twee staven scheef komen te staan zodat deze niet meer bruikbaar waren. De resultaten van de overige locaties zijn weergeven in figuur 12. In de SLS analyse is bepaald dat de maximale rijzing van de ankerkop 12 mm bedraagt. Deze waarden Figuur 12 – Rijzing meetpunten OWB-vloer. Figuur 13 – Verticale verplaatsing meetbouten keldervloer tijdens de bouwfase.
  7. 32 GEOTECHNIEK DECEMBER 2018 zijn berekend conform veerstijfheden vanuit CUR236 (vóór de herziening) en CUR77 zonder bijdrage vanuit eventuele rijzing vanuit het Pleis- toceenalsgevolgvandeafgenomenkorrelspanningen na leegpompen van de bouwkuip. Meetpunt 3 bevond zich dicht bij een damwand; de kleinere vervorming is te wijten uit het randstoringseffect vanuit de damwanden zoals dat ook is beschreven in CUR77. De dalende lijn is niet verklaarbaar; mogelijk betreft dit een meetonnauwkeurigheid. De overige 3 meetpunten geven een rijzing van 15 tot 32 mm. Dit is een brede marge die mogelijk verklaard kan worden door verschil in stijfheden in de palen en de algehele rijzing van het Pleistocene zand vanwege ontspanning; zie ook [lit. 2]. Ondanks de zandige grondslag zal voor de gegeven bouwkuipdimensies een bijdrage van rijzing vanuit de diepe zandlagen zeker invloed hebben gehad op het vervormingsbeeld van de onderwaterbeton vloer; in toenemende mate naar het midden van de bouwkuip. Alhoewel de korrelspanningsafname (en dus de rijzing) in het zand aan de rand kleiner is dan in het midden, zijn de verschillen in rijzing over de ankerpalen naast de damwanden en de damwanden zelf minimaal. Doordat de rijzing over de damwanden en de direct naastgelegen anker- palen nagenoeg gelijk is, zullen de maximale momenten ook gelijk blijven. Monitoring vervorming paal-plaatfundering Nadat de constructieve keldervloer en de eerste kolommen en wanden gestort zijn, zijn inpandig opnieuw meetbouten toegevoegd om de verticale verplaatsingtemeten.Gedurendedebouwfasezijn vier bruikbare metingen verricht. Door middel van de meetdata is het vervormingsgedrag van de kel- der te beschrijven tot aan het moment dat de ruw- bouw gereed is. In figuur 13 wordt de derde meetronde weerge- geven waar een deel van de ruwbouw gereed is. In deze meetronde is zowel het effect van de bovenbouw als de invloed van de waterdruk goed zichtbaar. In de afbeelding is te zien dat enkele poeren tussen de 4 à 5 mm een zakking hebben ondergaan; met name ter plaatse van de stabili- teitskernen. Aan deze (oost)zijde is de bovenbouw van NU.VU in aanbouw. Aan de westzijde is bovenop het dek geen (ruw)bouw aanwezig; hier is wel rekening gehouden met een toekomstige bovenbouw. Ter plaatse van de locaties waar nog niet gebouwd is, verplaatst de vloer zich over- wegend omhoog. Wanneer de meetrondes over de tijd worden bekeken, kan worden geconcludeerd dat de waterdruk, tussen de OWB-vloer en de constructieve vloer, zich langzaam opbouwt door o.a.lekkagesindeonderwaterbetonvloerenlangsde damwanden en daarmee deze vloer omhoog duwt. De vierde meetronde heeft plaatsgevonden ten tijde dat de ruwbouw grotendeels gereed was en het hoogste punt van het gebouw bereikt is. Helaas is geen vast meetpunt t.o.v. het maaiveld/NAP af te leiden. Conclusies ten aanzien van de absolute zakking en rijzing zijn derhalve moeilijk te trekken. Wel valt te zien dat er ten opzichte van de nul- meting een vervormingsverschil is opgetreden van circa 10 mm tussen vloerdelen zonder boven- bouw en kolommen/kernen met bovenbouw. De berekende vervormingsverschillen van 20 - 30 mm worden daarmee niet gehaald. Door de te verwachten rijzing van de OWB-vloer is in de paal-plaatberekeningen een theoretische spleet meegenomen tussen de ondergrond en de vloer. Wanneer de bovenbouw wordt gerealiseerd, zal deze theoretische spleet eerst dichtgedrukt moeten worden voordat de bedding actief bijdraagt aan de paal-plaatfundering. Dit heeft als gevolg dat de ankerpalen, mede door hysterese, rekenkundig al snel tot aan de vloeicapaciteit worden belast en de afgetopte kracht in de anker- palen in het ontwerp een grote invloed heeft op de berekende zettingen. Ondanks de rijzing van de OWB-vloer blijft het ontstaan van een spleet echter onzeker. Ondanks de zandige grondslag kan zwel deze rijzing compenseren. Later toe te voegen gebouwmassa vanuit de af- bouw en inrichting kunnen uiteraard een restzak- king geven maar dit zal het verschil tussen de berekende en gemeten waarden niet overbruggen. Uit deze bevindingen kan voorzichtig geconclu- deerd worden dat de gehele paal-plaat-fundering stijverreageertdanisaangehoudeninhetontwerp. Verklaringen kunnen zijn dat de aangehouden spleetvorming niet aanwezig was, de bedding eerder/stijver reageert, de GEWI-palen op druk stijver reageren en een hogere initiële (vloei)capa- citeit hebben en/of de ongewapende delen van de OWB-vloer toch ook bijdragen aan de belas- tingspreiding in de eindfase. Het nog stijver reage- ren van de bedding bevestigt de keuze voor een paalplaatfundering en laat daarmee zien dat dit principe ook voor toekomstige projecten uitkomst kan bieden. Resumé Binnen het project Nieuwe Universiteitsgebouw Campusplein is een drielaagse kelder technisch en economisch efficiënt gebleken door de uitwerking van een paal-plaatfundering. Een uitgebreide monitoring tijdens de uitvoering van de bouwput en bij voorkeur ook in de fase van de ruwbouw en eindsituatie is essentieel voor het beheersen van risico’s, het situationeel bijsturen van het uitvoeringsproces en het ontzorgen van opdrachtgevers en instanties. Bovendien kunnen de meetresultaten dankbaar worden gebruikt ten behoeve van vergroting van het inzicht in het ver- vormingsgedrag van bouwkuip, onderwaterbeton, keldervloer, fundering en omgevingsbeïnvloeding met als doel optimalisatie van volgende bouw- opgaves. Uit de bevindingen blijkt dat in specifieke gevallen een integrale beschouwing van een diepe bouwput zinvol kan zijn in geval van asymmetrische bodem- en/of belastingsomstandigheden. Uit de vergelijking tussen de inclinometers en de PLAXIS analyses blijkt dat sommige randzaken, zoals een niet goed verdichte kabelstrook en stijfheids- verschillen in damwanden een grote invloed kunnen hebben op het vervormingsgedrag van de gehele bouwkuip en de omgeving. Evenzo blijkt uit de vergelijking van de monito- ringsgegevensmetanalysesachterafdatveelzaken omtrentdevervormingnoglastigmetberekeningen te voorspellen blijken. De onverwacht grote vervor- mingen van de waterleiding op grote afstand van de bouwkuip konden ook met de analyses achteraf niet verklaard worden. Dit duidt nogmaals op het belang van gerichte monitoring om risico’s te beheersen. Hierbij geldt dat bij de monitoring van leidingen het de voorkeur heeft om op de leiding zelf te meten en niet op het bovenliggende maaiveld ter bevordering van de meetnauw- keurigheid. Interventiewaarden dienen bij voor- keur te worden gedefinieerd op basis van zak- kingsverschillen/hoekverdraaiingen i.p.v. absolute zakkingen. De gemeten verticale verplaatsing van de OWB- vloer laat zien dat er door het leegpompen rijzing optreedt in de dieper gelegen zandlagen waardoor de vervormingen groter zijn dan berekend conform CUR77. Dit heeft in dit geval geen negatieve invloed op de krachtswerking in de OWB-vloer. Door middel van meetbouten is ook de relatieve vervorminggemetenvandeconstructievloertijdens de ruwbouwfase van de bovenbouw. Hieruit blijkt dat de relatieve vervormingen beperkt blijven tot maximaal 5 mm neerwaarts en 5 mm opwaarts. De bedding heeft stijver gereageerd dan voorzien is in de ontwerpberekeningen. De paal-plaat- fundering heeft binnen het project zijn meer- waarde bewezen en vormt een stabiele basis voor het Nieuwe Universiteitsgebouw en het toekom- stige Alliantiegebouw. Doordat het Pleistocene zand geschikt is gebleken voor een paal-plaat- fundering biedt dit een goede oplossing voor toekomstige projecten. Literatuur [lit.1]Artikel“Knikvanslankepalen–eenverbeterde berekeningsmethode” in Geotechniek april 2015 van ir. Thomas Lankreijer, ir. Guido Meinhardt en prof. ir. Frits van Tol. [lit.2] Artikel “Paal-plaatfundering in de stad op palen – Ankerpalen nieuwbouw Campusplein optimaal benut” in Civiele Techniek (2015; nr. 7) van ir. Ruud Arkesteijn en ing. Remy Los. !
Publicité